工程施工中基坑钢板桩支护技术的实践

赵平

摘 要：基坑钢板桩支护技术在工程施工中的应用越来越常见，尤以路桥施工最繁，其凭借高耐久、可循环、低投入等优势在工程施工中发挥着重要的应用价值。本文即结合台州市域铁路S1线工程建设中的基坑钢板桩支护技术应用对其具体工程实践内容进行分析，包括施工前各项准备工作，以及施工过程中的技术应用要点等，以供相关施工参考。

关键词：工程施工;基坑建设;钢板桩支护技术;实践应用

前言：道路與桥梁是我国交通体系中的重要组成部分之一，保证其施工质量的不断提升也是交通运输工作中的核心任务。基坑建设是路桥工程施工中的关键环节，对工程整体质量及其使用寿命都会造成直接影响，所以在基坑施工中更需增加各先进施工技术与及时理念的应用，如钢板桩支护技术，借助钢板桩本身良好强度以及桩间紧密连接，能确保基坑的稳固，也可使其具备更强的承载能力，在很多基坑施工中广泛应用。不过该技术具体应用中有很多技术要点需要严格把控，并需紧密结合施工场地自然条件适当调控，才能保证施工技术应用的有效性。

1 工程概述

本文所结合讨论的工程主要是对台州市域铁路中一段途经的三座特大桥及一处车站的3-5m基坑展开的钢板桩支护施工。该处工程所处地方河流较多，纵横交织，但河流流量相对较小，水流也比较平缓，施工设计的大桥及车站地质岩层埋深均超过40m，各处基坑深度大多设计为3-5m之间，施工条件相对而言并不十分复杂。整体线路途经大桥中有两处采取放坡开挖支护形式，三处采取钢板桩支护形式，途经一处车站同样采取钢板桩支护形式，总施工量较大。该项施工中所使用的钢板桩是型号为热轧U型400×170mm的拉森Ⅳ型钢板桩，厚度在15.5mm，此外还使用到部分H型钢及钢管作为内支撑用材;在基坑钢板桩支护施工前还对基坑内进行事前检查及清理工作，确保各项基坑实际数据与施工方案精确匹配，保证施工应用的实效性。

2 施工准备工作

施工前的准备工作同样是整个施工工程中的关键环节，保证各项准备工作的有序完成，为后续实际施工提供坚实基础，从而避免因准备不到位而影响施工技术的实际落实。具体可从如下几个方面展开：

2.1 完善施工方案

工程施工开始前先对施工场地进行全面的查验与核对，并对施工具体流程加以明确，确保各项施工应用的技术指标符合技术审查标准;同时还要依照所完成的图纸对实际地质进行核实，水文特征、施工地质等多需严加核查，保证各项参数符合施工要求。该项工程施工前已将各施工大桥以及车站具体施工图纸进行严密的审查与核对，基坑围堰各项图纸以及具体钢板桩施工流程都已细化理清，尤其地质条件重点进行了核查，确保后续施工中能够按照施工规划顺利完成各项施工任务^[1]。

2.2 准备施工设备

钢板桩支护技术应用中需要使用到很多机械设备，比如该项工程中就应用到钢板桩机、挖机、空压机等多种机械，由于钢板桩机自身重量较大，所以施工前要在施工场地修筑施工运输的便捷通道，以便各项机械设备可以顺利进出;尤其要确保钢板桩机有良好的作业环境，保证施工安全的同时也确保施工顺利开展;还需联系施工当地的水、电、通讯等各个地方主管部门，对施工现场附近可能存在的地下管线或者地面障碍物等及时明确，特别是军用设施，本工程中就涉及到了3条军用光缆，对钢板桩施工造成了一定影响，施工时全部采取军方到场盯控的方式进行保护。另外涉及到的地下管线更是极多。

2.3 布置排水措施

具体施工过程中可能受各种因素影响，在基坑中出现大量的积水，需要及时清除，该工程在这方面排水应用中主要采用集水坑排水模式，在基坑四周布置四个50cm*50cm深度50cm的集水坑，并从基坑处排置宽度20cm深度15cm汇水沟槽，规范汇水坡度，配合集水坑中的抽水泵可尽快将基坑中的积水抽走;同时还要做好防渗漏工作，对钢板桩进行仔细检查，确保其中没有出现锁口破损等故障，并可计划在钢板桩锁口处涂抹黄油，也能起到防水、止水的效果，但在水中墩作业时我们还是遇到了局部透水的难题，虽正常完成了施工，也给我们敲响了警钟，而我们后期计划采用的解决方式就是制作双层钢板桩，中间填筑土芯的方式解决。

3 基坑钢板桩支护技术在工程施工中的具体实践

3.1 钢支撑的安装

钢支撑和钢围檩是钢板桩支护技术施工应用中最主要的支撑部位，其具体安装施工中需严格管控技术要点的落实。本施工项目所应用于支撑结构的材料主要是H型钢及钢管，还有部分角钢材料，所准备的这部分材料已经可以满足具体施工中的应用，通过这些钢材应用能为支护系统的稳定性提供更全面的支持;具体常以倾斜连接形式为主，在本项目各处施工设计中也是如此，在基坑四角对角斜支，形成人字，也可以交叉形式等，使随后支护系统更加稳定。钢支撑的具体安装中，要将其安置在钢围檩上，通常将三脚架布置在钢围檩上对钢支撑加以固定;固定中要选择型号适用的膨胀螺栓，可使固定更加紧密，避免受外力刺激等出现螺栓松动问题;钢围檩应紧靠钢板桩以吊装形式加以安装，并配合布置斜拉筋;钢支撑安装结束之后，需要结合事先工程测量数据的实际运算结果为其施加向外轴力，通过力作用挤压效果，促使钢支撑各结构更加密实。该施工组在安装施工前还先事先在地面展开试拼，对具体长度标准加以计算，在具体吊运安装时，通过对角及等分方式使法兰盘结构上更加紧致，从而保证钢支撑受力效果更加均匀稳定。

3.2 钢板桩的整理

钢板桩由材料管理部门运来之后，要再对其进行一定的检查，包括破损情况及变形扭曲状况等，如果出现破损情况需要及时更换，如果发生变形扭曲可用机械设备将其修正;该施工班组在插打钢板桩之前，先在其顶层内导环上使用红线进行桩位的划分，并结合锁口套联情况，将钢板桩具体分为甲乙两组，从而避免具体插打与搬运中出现顺序混乱状况;在钢板桩锁口位置涂满黄油可有效降低插打时所受阻力，使其刺土能力更强，同时还可在不插套锁口下端打入硬木楔，能避免其下沉过程中泥沙对锁扣造成堵塞，也能防止插打跑位现象的发生;各项整理工作完成之后，即可将钢板桩用运输车装运至基坑附近，以之前编排顺序码放，确保顺序正确，可在较为显眼的地方为不同规格、型号的钢板桩挂上标识牌;具体堆放层数不应大于4层，并用10mm高度以内的垫木架设在每层之间，并保持垫木中线的垂直性，避免钢板桩在堆积中受力不平衡造成轻微变形状况;最好使钢板桩每队堆积高度不超过2m，不仅避免过高堆积下受力控制困难问题，同时也能确保取用更加方便^[3]。

3.3 钢板桩的插打

钢板桩插打施工是整个施工工程中最重要的环节，直接影响到支护效果，所以要对其中各项施工要点严格控制。首先要将四个角位的定位桩搭设完成，然后开始依次插打，第一根边桩的插打是关键，以其为基础可为后续钢板桩的插打提供更准确支持，同时其也是控制钢板桩围堰位置及后期钢板桩施工的关键，务必要严格进行。施工时可选择水浅、流速较缓慢的岸边开始，对其具体方位精准测设，定位完成后可将打桩机移动到附近，固定好位置之后，要先调整打桩锤的锤心，使其与第一根桩中心重合，以避免打桩时出现位移跑偏的情况;完成插桩之后，要对其位置以及双向垂直度加以精确检测，如果符合标准，则进一步检查稳定性，如果不符合标准要求，就需重新插桩，重复上述过程，直到合格为止;确定第一根桩完成后，可以使用挡块等对其空隙进行调整，使钢板桩更加稳固，随后可间歇启动振动锤，对其进行小位移量的沉设，并在具体过程中对桩体的实际垂直度进行详细检查，如果发现有轻微偏差要及时修正，持续到桩体入土3m以上，就可连续沉设，直到设定标高位置。

完成第一根桩的插打之后，后续其他钢板桩插打施工就相对简单些，按照前一根钢板桩锁口位置插入，完成对接紧密之后，即可启动振动锤将其沉设到既定标高处;如果在锁口下插过程中感觉比较困难，可以使用强迫插桩法，将钢板桩吊起并插入锁口后，放松绳索，使其借助自重迅速下滑插入;在后续钢板桩沉设时，可以施工全站仪进行跟踪测量，如果检测到某一桩出现偏位情况要及时校正，如果偏位严重，已经无法通过拉挤方式进行调整时，就需拔出重插，避免对后续钢板桩插打造成错误引导;如果发生水平伸长这一施工中无可避免的施工问题时，应在插打前先对打桩行进方向长度增加的具体值进行预判和考虑，可在轴线修正时予以纠正。

3.4 钢板桩的合拢

在钢板桩插打施工中应事先考虑到随后合拢施工的需要，可以将合拢位置上的两根钢板桩以一高一低的形式插打，以使合拢施工更加方便。在进行钢板桩合拢施工时，如果发现两侧锁口无法保证在同一条直线上，而且无法践行有效校正时，应在尚未插打完所有钢板桩时即提前考虑合拢，将围堰短边的钢板桩全部插入导梁内，再逐次打设钢桩，大多数情况下能有效规正，使钢板桩合拢;如果采用上述方法仍无法有效合拢时，则应结合实际施工需要制作异型钢板桩作合拢使用。

3.5 钢板桩的拔除

承台及墩身施工结束之后就需将钢板桩拔除，这也是这项施工技术应用的最后一个环节。首先要展开围护内部的土方回填施工，以分层回填法逐层进行土方的回填，并将其夯击密实，一般施工中将回填的厚度保持与最下方钢支撑之间1m距离即可，以从下到上的顺序将钢支撑拆除掉，先将钢支撑内连件拆除掉，再完成下部结构组件的拆除，等到回填土密实稳定之后，再进行上部各连接配件的拆除，最后再拔除钢板桩。拔除钢板桩的具体施工中，要先将拔桩机夹住钢板桩顶部进行缓慢振动，持续两分钟左右，即可使其周边土壤松动，没有那么强大的摩擦力，随后即可通过缓慢振动拔拉方式将钢板桩拔出^[4];施工过程中要注意拔桩机的工作状态，如果发现其上拔比较吃力，应及时停止，重新进行两分钟振动，可先行往下施打少许，再进行向上的振拔，如此循环展开，而不可过于严重使用机器，会对拔桩机造成严重损伤;一般重复振动—振拔三次左右就可以将钢板桩拔出，同时在即将拔出时要注意控制起重机上抬力度，避免造成钢板桩的剧烈振动;完成拔桩施工后，需及时对孔洞回填处理。

4 结语

总之，工程施工项目中基坑钢板桩支护技术作为常用施工技术内容之一，其技术应用的科学合理性将直接关系到整個工程的最终质量，虽然该种技术在资源投入、施工管理及规划等方面相对而言投入较少，并具备良好的耐久性和持续利用性，但其技术应用中目前仍会出现各种施工问题，所以仍需施工技术部门加强该技术应用的改进，进一步探索技术规范合理应用的方法，提供更多施工指导建议，以促进该技术应用下的施工工程质量提升。

参考文献：

[1]刘海超，王茜.基坑钢板桩支护技术在路桥工程施工中的应用[J].居舍，2019（04）：53.

[2]顾文彬.路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用[J].中国新技术新产品，2018（17）：101-102.

[3]赵睿宇.浅谈基坑钢板桩支护技术在路桥工程施工中的应用[J].建材与装饰，2018（33）：263-264.

[4]魏巍.路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用[J].建材与装饰，2017（20）：271-272.